DE2625919A1 - PROCESS FOR HYDROALKYLATION OF PARFFIN - Google Patents
PROCESS FOR HYDROALKYLATION OF PARFFINInfo
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Description
UEXKÜLL & STOLBERG PATENTANWÄLTE UEXKÜLL & STOLBERG PATENTANWÄLTE
2 HAMBURG 522 HAMBURG 52
BESELERSTRASSE 4BESELERSTRASSE 4
DR. ULRICH GRAF STOLBERG DIPL.-ING. JÜRGEN SUCHANTKEDR. ULRICH GRAF STOLBERG DIPL.-ING. JÜRGEN SUCHANTKE
Exxon Research and (Prio: 12. Juni 1975Exxon Research and (Prio: June 12, 1975
Engineering Company Ü£J 58g 1?6 _ 13155) Engineering Company Ü £ J 58g 1? 6 _ 13155)
P.O. Box 55P.O. Box 55
Lindenf N.J./V.St.A. Hamburg, 9. Juni 1976 Linden f NJ / V.St.A. Hamburg, June 9, 1976
Verfahren zur Hydroalkylierung von ParaffinenProcess for the hydroalkylation of paraffins
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven katalytischen Hydroalkylierung von paraffinischen Kohlenwasserstoffen mit Paraffinen und/oder Olefinen.The invention relates to a process for the selective catalytic hydroalkylation of paraffinic hydrocarbons with paraffins and / or olefins.
Die säurekatalysierte Addition eines Alkans an ein anderes Alkan oder ein Alken ist allgemein bekannt, üblicherweise wird bei der katalytischen Alkylierung von Paraffinen an ein Olefin ein Alkylkation angelagert, das aus einem Isoparaffin mit einem tertiären Wasserstoff gebildet wird. Dieses Verfahren wird in der Erdölindustrie zur Herstellung hoch verzweigter C6-Cg-Paraffine verwendet, die hochwertige Brennstoffe für Verbrennungsmotoren und andere Maschinen sind. Die erforderlichen Verfahrensbedingungen und die Produktzusammensetzung hängen von den jeweils verwendeten Kohlenwasserstoffen ab.The acid-catalyzed addition of an alkane to another alkane or an alkene is generally known; an alkyl cation which is formed from an isoparaffin with a tertiary hydrogen is usually added to an olefin in the catalytic alkylation of paraffins. This process is used in the petroleum industry to produce highly branched C 6 -Cg paraffins, which are high quality fuels for internal combustion engines and other machines. The required process conditions and the product composition depend on the particular hydrocarbons used.
Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren, bei denen auf Metallhalogeniden basierende Katalysatoren verwendet werden, sindHydrocarbon conversion processes involving metal halides based catalysts are used
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vielfach beschrieben worden. So kann zum Beispiel Tantalpentafluorid oder Niobpentafluorid in Verbindung mit Fluorwasserstoff zum Raffinieren von Kohlenwasserstoffölen oder zur Förderung der Disproportionierung von alkylsubstituierten aromatischen Materialien verwendet werden. Darüberhinaus sind Fluorwasserstoff/Tantalpentafluorid und Fluorwasserstoff/ Niobpentafluorid gute Katalysatoren zum Isomerisieren, Alkylieren und Cracken sowie für andere Reaktionen von Aromaten.has been described many times. For example, tantalum pentafluoride or niobium pentafluoride in combination with hydrogen fluoride for refining hydrocarbon oils or promoting disproportionation of alkyl-substituted ones aromatic materials are used. In addition, hydrogen fluoride / tantalum pentafluoride and hydrogen fluoride / Niobium pentafluoride good catalysts for isomerization, alkylation and cracking as well as other aromatic reactions.
Es wurde nun gefunden, daß iso-paraffinische C.- bis C1„-Kohlenwasserstoffe selektiv mit Paraffinen und/oder Olefinen unter Alkylierungsbedingungen alkyliert werden, wenn man in Gegenwart von Wasserstoff und eines Katalysators arbeitet, der als ersten Bestandteil (a) eine oder mehrere Lewissäuren der Formel MX , wobei M ein Element der Gruppe IIIA, IVB, V oder VIB bedeutet, X ein Halogen vorzugsweise Fluor ist und η das von 1 bis 8 variierende Verhältnis von Halogenatomen zu Atomen M ist, und als zweiten Bestandteil (b) einen Halogenwasserstoff enthält. Die Reaktionstemperaturen können im allgemeinen in einem weiten Bereich schwanken, zum Beispiel von etwa -1OO° bis +1000C, besser von etwa -30° bis +75 C und vorzugsweise von etwa -10 bis etwa +60 C. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß bei Verwendung eines Halogenwasserstoffes vorzugsweise Fluorwasserstoff zusammen mit Wasserstoff und einem Metallhalogenid vorzugsweise Tantal-It has now been found that iso-paraffinic C.- to C 1 "-hydrocarbons are selectively alkylated with paraffins and / or olefins under alkylation conditions when working in the presence of hydrogen and a catalyst which has one or several Lewis acids of the formula MX, where M is an element of group IIIA, IVB, V or VIB, X is a halogen, preferably fluorine and η is the ratio of halogen atoms to atoms M, which varies from 1 to 8, and as the second component (b) contains a hydrogen halide. The reaction temperatures can generally vary within a wide range, for example from about -1OO ° to +100 0 C, more preferably from about -30 ° C to +75 C., and preferably from about -10 to about +60 It has surprisingly been found that when using a hydrogen halide, preferably hydrogen fluoride together with hydrogen and a metal halide, preferably tantalum
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pentafluorid, Niobpentafluorid oder Mischungen derselben erwünschte Alkylatprodukte mit hoher Selektivität gebildet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt also in Bezug auf verzweigte Cg-C1„-Alkylatprodukte im Vergleich zu bekannten Verfahren eine verbesserte Selektivität. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Alkylierungsverfahren im wesentlichen in Abwesenheit von aromatischen Verbindungen durchgeführt. Die verwendeten Gruppenbezeichnungen basieren auf dem in "The Encyclopedia of Chemistry", Reinhold Publishing Corporation, 2. Ausgabe (1966) auf Seite 790 abgedruckten Periodensystem.pentafluoride, niobium pentafluoride, or mixtures thereof, desirable alkylate products can be formed with high selectivity. The process according to the invention thus results in an improved selectivity with regard to branched Cg-C 1 “-alkylate products compared to known processes. Preferably, the alkylation process of the invention is carried out in the substantial absence of aromatic compounds. The group designations used are based on the periodic table printed on page 790 in "The Encyclopedia of Chemistry", Reinhold Publishing Corporation, 2nd edition (1966).
Ein Bestandteil des Katalysatorsystems sind eine oder mehrere Lewissäuren, vorzugsweise Metallhalogenide. Geeignete Metallhalogenide sind unter anderem die Fluoride, Bromide und Chloride von Titan, Vanadin, Zirkon, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, Arsen, Antimon, Wismuth und die Chloride und Bromide von Gallium und Aluminium. Vorzugsweise werden Fluoride von Metallen der Gruppe IVB und VIB und insbesondere der Gruppe V verwendet. Spezielle Beispiele für solche geeigneten Metallfluoride sind Antimonpentafluorid, Tantalpentafluorid, Niobpentafluorid, Vanadinpentafluorid, Wolframhexafluorid, Titantetrafluorid, Molybdänhexafluorid, Wismuthpentafluorid, Arsenpentafluorid, Mischungen derselben und ähnliche Verbindungen. Die Fluoride, Chloride und Bromide des Phosphors, insbesondere Phosphorpentafluorid sind eben-One or more components are part of the catalyst system Lewis acids, preferably metal halides. Suitable metal halides include the fluorides, bromides and Chlorides of titanium, vanadium, zircon, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, arsenic, antimony, bismuth and the chlorides and bromides of gallium and aluminum. Preferred are fluorides of metals of Group IVB and VIB and especially of group V is used. Specific examples of such suitable metal fluorides are antimony pentafluoride, tantalum pentafluoride, Niobium pentafluoride, vanadium pentafluoride, tungsten hexafluoride, Titanium tetrafluoride, molybdenum hexafluoride, bismuth pentafluoride, Arsenic pentafluoride, mixtures thereof and similar connections. The fluorides, chlorides and bromides of phosphorus, especially phosphorus pentafluoride, are also
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falls geeignete Lewissäuren. Die am besten als Katalysatorbestandteil geeigneten Metallhalogenide sind Tantal- und Niobhaiogenide, vorzugsweise Tantalpentafluorid, Niobpentafluorid und Mischungen derselben. Mit Tantalpentafluorid sind nicht nur Tantalpentafluorid selbst sondern auch andere Fluoride ξ» B. Ionen wie Ta2F,.,-, Ta3F.,,-- und ähnliche gemeint, die sich bilden können,, wenn Tantalpentaf luorid mit Halogenwasserstoff gemischt wird. Dies trifft in entsprechender Form auch auf andere Metallhalogenide zu.if suitable Lewis acids. The metal halides most suitable as a catalyst component are tantalum and niobium halides, preferably tantalum pentafluoride, niobium pentafluoride and mixtures thereof. With tantalum pentafluoride not only tantalum pentafluoride itself but also other fluorides ξ »B. Ions such as Ta 2 F,., -, Ta 3 F. ,, - and similar which can be formed when tantalum pentafluoride is mixed with hydrogen halide . This also applies in a corresponding form to other metal halides.
Der zweite Bestandteil des Katalysatorsystems ist ein Halogenwasserstoff. Geeignet sind unter anderem Bromwasserstoff, Chlorwasserstoff und Fluorwasserstoff, wobei Fluorwasserstoff bevorzugt verwendet wird.The second component of the catalyst system is a hydrogen halide. Hydrogen bromide, hydrogen chloride and hydrogen fluoride, among others, are suitable, with hydrogen fluoride is preferred.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß die Selektivität in Bezug auf verzweigte C ,.-C1~-Alkylate durch die Verwendung von Halogenwasserstoff stärker verbessert wird als durch den Einsatz anderer Säuren wie Fluoroschwefel- und Trifluoromethansulfonsäure in Verbindung mit einem Metallhalogenid. Dies beruht hauptsächlich darauf, daß die Bildung von Zwischenprodukten wie Estern, Polymerisationsreaktionen und ähnliches auf ein Minimum beschränkt sind. Es wird angenommen, daß solche unerwünschten Reaktionen auf ein Minimum beschränkt sind, weil in Gegenwart von Halogenwasserstoff keine Carboxyl-According to the invention, it has been found that the selectivity with respect to branched C 1 -C 1 -alkylates is improved more by the use of hydrogen halide than by the use of other acids such as fluorosulfuric and trifluoromethanesulfonic acid in conjunction with a metal halide. This is mainly due to the fact that the formation of intermediates such as esters, polymerization reactions and the like are restricted to a minimum. It is believed that such undesirable reactions are kept to a minimum because, in the presence of hydrogen halide, no carboxyl
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säureester gebildet werden. Als Folge davon sind Säureverdünnung und Verbrauch aufgrund von gleichzeitiger Selbstalkylierung, Polymerisationsreaktionen usw., das heißt Reaktionen, die zur Zerstörung des Katalysators, schlechterer Produktqualität und überschüssigen Verbrauch an Kohlenwasserstoff ausgangsmaterial führen, auf ein Miniraum beschränkt. Ein weiterer Grund, daß mit dem erfindungsgemäßen Halogenwasserstoff enthaltenden sauren Systemen eine höhere Selektivität in Bezug auf verzweigte C^-C. „-Alkylate erhalten wird, könnte die geringere Löslichkeit der ungesättigten organischen Materialien z.B. der Olefine in den oben erwähnten sauerstofffreien Säuren sein.acid esters are formed. As a result, acid dilution and consumption due to simultaneous self-alkylation, Polymerization reactions, etc., that is, reactions leading to the destruction of the catalyst, worse Product quality and excess consumption of hydrocarbon feedstock lead to being limited to a mini-space. Another reason that with the hydrogen halide according to the invention containing acidic systems a higher selectivity with respect to branched C ^ -C. "-Alkylates obtained the lower solubility of the unsaturated organic materials e.g. the olefins in the above-mentioned be oxygen-free acids.
Weiterhin wurde gefunden, daß das erfindungsgemäße Alkylierungsverfahren wirkungsvoller ist, wenn es im wesentlichen in Abwesenheit von aromatischen Verbindungen durchgeführt wird. Aromatische Verbindungen werden leicht zu stärker basischen Verbindungen alkyliert, die wiederum den Säurekatalysator verdünnen und somit dessen Wirksamkeit verschlechtern. Aus diesem Grunde sollen aromatische Verbindungen im Ausgangsmaterial nicht in größeren Mengen als etwa 1 Gew.% anwesend sein.It has also been found that the alkylation process according to the invention is more effective when carried out in the substantial absence of aromatic compounds. Aromatic compounds are easily alkylated to more basic compounds, which in turn act as the acid catalyst dilute and thus worsen its effectiveness. For this reason, aromatic compounds should be used in the starting material not be present in amounts greater than about 1% by weight.
Die Effektivität des Katalysators hängt direkt vom molaren Verhältnis Halogenwasserstoff zu Lewissäure ab. Bei verhält-The effectiveness of the catalyst depends directly on the molar ratio of hydrogen halide to Lewis acid. When behaving
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nismäßig geringen, das heißt weniger als äquimolaren Mengen an Halogenwasserstoff relativ zu Lewissäure wird zwar ein Teil der Lewissäure gelöst und die Reaktion somit in Gang gesetzt, die Reaktionsgeschwindigkeit ist jedoch unangemessen langsam. Bei äquimolaren Mengen an Halogenwasserstoff und Lewissäure nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit zu. Die Vergrößerung des molaren Verhältnisses von Halogenwasserstoff zu Lewissäure führt dazu, daß mehr Lewissäure gelöst und dadurch mehr die Reaktion begünstigender Flussigphasekatalysator gebildet wird. Dieser Effekt gewinnt an Bedeutung, wenn das Molverhältnis von Fluorwasserstoff zu Lewissäure größer als 1 ist, und setzt sich fort mit zunehmender Menge an Flüssigphasekatalysator. Folglich beträgt das Molverhältnis Halogenwasserstoff zu Lewissäure vorzugsweise mindestens 2:1 und besser mindestens 5:1. Zu große Überschüsse an Halogenwasserstoff führen schließlich zu einer Verminderung der Acidität des Reaktionssystems, wodurch der obige Effekt aufgehoben wird. Wenn kein Träger verwendet wird, kann der Katalysator also je nach Verhältnis der Katalysatorbestandteile eine homogene Lösung des Metallhalogenide im Halogenwasserstoff oder eine Mischung von festem und gelöstem Metallhalogenid im Halogenwasserstoff sein.nism moderately small, i.e. less than equimolar amounts of hydrogen halide relative to Lewis acid, part of the Lewis acid is indeed dissolved and the reaction thus started set, but the rate of response is inappropriately slow. With equimolar amounts of hydrogen halide and Lewis acid increases the rate of the reaction. The magnification of the molar ratio of hydrogen halide to Lewis acid leads to the fact that more Lewis acid is dissolved and as a result, the liquid phase catalyst is more conducive to the reaction is formed. This effect becomes more important when the molar ratio of hydrogen fluoride to Lewis acid is greater than 1 and continues as the amount of the liquid phase catalyst increases. Hence, the molar ratio is Hydrogen halide to Lewis acid is preferably at least 2: 1 and more preferably at least 5: 1. Too large surpluses Eventually, hydrogen halides lead to a decrease in acidity of the reaction system, thereby producing the above effect will be annulled. If a carrier is not used, the catalyst can be used depending on the ratio of the catalyst components a homogeneous solution of the metal halide in hydrogen halide or a mixture of solid and dissolved metal halide be in hydrogen halide.
Die Konzentration des oben beschriebenen Katalysators bei dem erfindungsgemäßen Alkylierungsverfahren ist nicht kritisch.The concentration of the above-described catalyst in the alkylation process of the invention is not critical.
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ORIGINAL INSPEOTEDORIGINAL INSPEOTED
Im allgemeinen wird der Katalysator in katalytischen Mengen verwendet. Im-FaIi der -Paraffin-01efin-Alkylierung muß die Olefinkonzentration auf dem Katalysator zum Zeitpunkt der Olefinzugabe niedrig gehalten werden, das heißt, die pro Zeiteinheit zugeführte Olefinmenge muß im Verhältnis zum vorbeiströmenden Katalysator gering sein. Die mit dem Katalysator in Berührung gebrachte Menge Olefin kann deshalb im Bereich von etwa 0,0001 bis 0,05 und vorzugsweise im Bereich von 0,0001 bis 0,01 Voiumenteile Olefin pro Volumenteil Katalysator in der Reaktionsmischung liegen.Generally the catalyst will be used in catalytic amounts. In the case of -paraffin-01efin alkylation, the Olefin concentration on the catalyst at the time of Olefin addition be kept low, that is, the amount of olefin fed per unit time must be in relation to the catalyst flowing past must be low. The one with the catalyst The amount of olefin contacted may therefore be in the range of about 0.0001 to 0.05, and preferably in the range from 0.0001 to 0.01 parts by volume of olefin per part by volume of catalyst lie in the reaction mixture.
Bei der Paraffin-Paraffin-Alkylierung kann die Menge des größeren mit dem Katalysator in Berührung gebrachten Paraffins im Bereich von etwa 0,1 bis 10 und vorzugsweise von 0,25 bis 5 Volumenteile größeres Paraffin pro Volumenteil Katalysator in der Reaktionsmischung liegen. Der Volumenprozentantexl des Katalysators in der Emulsionsmischung, das heißt im flüssigen Kohlenwasserstoff plus Katalysator, liegt zwischen etwa 30 bis 85 und vorzugsweise zwischen etwa 50 und 70 %.In paraffin-paraffin alkylation, the amount of larger wax contacted with the catalyst ranging from about 0.1 to 10, and preferably from 0.25 to 5 parts by volume of larger paraffin per part by volume of catalyst lie in the reaction mixture. The volume percent texl of the catalyst in the emulsion mixture, i.e. im liquid hydrocarbon plus catalyst, lies between about 30 to 85, and preferably between about 50 and 70%.
Der Katalysator kann unverdünnt, verdünnt oder in fester Form, zum Beispiel adsorbiert auf einem festen Träger verwendet werden. Der auf einem Träger adsorbierte Katalysator kann in Wirbelschichten, in Salzschmelzeverfahren oder suspendiert in einer Reaktionsmischung eingesetzt werden. BeiThe catalyst can be used neat, diluted or in solid form, for example adsorbed on a solid support will. The catalyst adsorbed on a support can be in fluidized beds, in a molten salt process or in suspension be used in a reaction mixture. at
der Verwendung des Katalysators in Lösung kann jedes Lösungsmittel verwendet werden, das unter den speziellen Reaktionsbedingungen der Kohlenwasserstoffumwandlung gegenüber dem Katalysator inert ist. Für optimale Ergebnisse sollte das Lösungs- oder Verdünnungsmittel zur Entfernung von Katalysatorgiften wie Wasser und ähnliche vorbehandelt werden. Geeignete Verdünnungs- oder Lösungsmittel sind unter anderem Sulfurylchloridfluorid, Sulfurylfluorid, Sulfolane, fluorierte Kohlenwasserstoffe, Freone, polyfluorierte polyhalogenierte Kohlenwasserstoffe sowie Mischungen derselben. Bei Verwendung eines Metallfluorids als Lewissäure im Katalysatorsystem wird als Verdünnungsmittel vorzugsweise Fluorwasserstoff eingesetzt. Durch Verwendung eines Lösungs- oder Verdünnungsmittels kann die Viskosität der Katalysatormischung reguliert werden. Der Anteil des Verdünnungsmittels kann sehr stark schwanken und bis zu 98 Vol.% der Katalysatormischung ausmachen. Vorzugsweise beträgt das Volumenverhältnis von Lösungsmittel zu Katalysator jedoch etwa 20:1 bis 1:1. Bei stark exothermen Reaktionen können größere Verdünnungen erforderlich sein.using the catalyst in solution can use any solvent are used, which under the specific reaction conditions of the hydrocarbon conversion compared to the Catalyst is inert. For best results, use a solvent or diluent to remove catalyst poisons how water and the like are pretreated. Suitable diluents or solvents include Sulfuryl chloride fluoride, sulfuryl fluoride, sulfolane, fluorinated Hydrocarbons, freons, polyfluorinated polyhalogenated Hydrocarbons and mixtures thereof. When using a metal fluoride as Lewis acid in the catalyst system the preferred diluent used is hydrogen fluoride. By using a solvent or diluent the viscosity of the catalyst mixture can be regulated. The proportion of the diluent can be very high fluctuate and make up to 98% by volume of the catalyst mixture. The volume ratio is preferably from Solvent to catalyst, however, about 20: 1 to 1: 1. In the case of strongly exothermic reactions, larger dilutions can be used to be required.
Der Katalysator kann in Abwesenheit von Verdünnungsmitteln vermischt werden. Die Katalysatorkomponenten können getrennt, d.h. in Abwesenheit der Reaktionsteilnehmer, oder in situ, d.h. in Anwesenheit derselben gemischt werden. Im allgemeinenThe catalyst can be mixed in the absence of diluents. The catalyst components can be separated i.e. in the absence of the reactants, or in situ, i.e. in the presence of them. In general
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ist die Reihenfolge der Zugabe der Reaktanten nicht kritisch.the order of addition of the reactants is not critical.
Als feste Träger für den Katalysator eignen sich alle Trägermaterialien, die unter den Reaktionsbedingungen gegenüber dem Katalysator inert sind. Anderenfalls soll der Träger vorbehandelt werden, z.B. erhitzt, chemisch behandelt oder beschichtet werden, um im wesentlichen alles Wasser und/oder hydroxylische Stellen zu entfernen. Reaktive Träger können inert gemacht werden, indem man sie mit einem inerten Material wie Antimontrifluorid oder Aluminiumtrifluorid beschichtet oder mit Freonen, Fluor oder fluorierenden Verbindungen behandelt, wenn der Katalysator z.B. Fluorwasserstoff enthält. Geeignete feste Trägermaterialien sind unter anderem mit Fluorid behandelte oder beschichtete Harze wie sulfonierte Kationenaustauschharze, mit Fluorid behandelte saure Calcite wie Aluminiumoxid und Aluminiumsilikate und säurebeständige Molekularsiebe wie Faujasit und Zeolithe, Graphit, Chromosorb T, Fluoropak 80 usw.All support materials are suitable as solid supports for the catalyst, which are inert to the catalyst under the reaction conditions. Otherwise the carrier should be pretreated e.g. heated, chemically treated or coated to remove substantially all of the water and / or remove hydroxylic sites. Reactive carriers can be made inert by covering them with an inert material coated like antimony trifluoride or aluminum trifluoride or treated with freons, fluorine or fluorinating compounds if the catalyst contains e.g. hydrogen fluoride. Suitable solid support materials include fluoride-treated or coated resins such as sulfonated resins Cation exchange resins, fluoride-treated acidic calcites such as alumina and aluminum silicates, and acid-resistant ones Molecular sieves such as faujasite and zeolites, graphite, Chromosorb T, Fluoropak 80 etc.
Der auf einen Träger aufgezogene Katalysator kann in verschiedener Weise zum Beispiel durch herkömmliche Methoden wie Trockenmischen, gemeinsame Ausfällung oder Imprägnierung hergestellt werden. In einer Ausführungsform wird ein geeigneter deaktivierter Träger mit einer Lewissäure wie Tantalpentafluorid und dann mit einem HalogenwasserstoffThe supported catalyst can be in various For example, by conventional methods such as dry blending, coprecipitation or impregnation getting produced. In one embodiment, a suitable deactivated carrier is treated with a Lewis acid such as Tantalum pentafluoride and then with a hydrogen halide
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wie Fluorwasserstoff imprägniert. Das Gewichtsverhältnis von Lewissäure und Halogenwasserstoff zu Träger kann von 1:100 bis 1:10 reichen.like hydrogen fluoride impregnated. The weight ratio of Lewis acid and hydrogen halide to carrier can range from 1: 100 to 1:10.
Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich Olefine mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und insbesondere mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen pro Molekül. Darüberhinaus kann die Reaktionsmischung geringe Mengen an Diolefinen enthalten. Die Olefine können sowohl gasförmig als auch flüssig eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt auch die Verwendung von Polymeren, Copolymeren, Interpolymeren, Kreuzpolymeren usw. der obigen Olefine, wie zum Beispiel Diisobutylen- und Triisobutylenpolymeren, das Codimere von n-Butylenen und ähnliche. Diese Polymeren zerfallen in kleinere Bruchstücke und können dann erfindungsgemäß alkyliert werden. Auch Gemische der oben erwähnten Olefine können eingesetzt werden.Olefins with 2 to 8 carbon atoms and in particular with 2 to 6 carbon atoms are suitable for the process according to the invention per molecule. In addition, the reaction mixture can contain small amounts of diolefins. The olefins can be used in both gaseous and liquid form. The method according to the invention also allows its use of polymers, copolymers, interpolymers, cross polymers, etc. of the above olefins such as diisobutylene and Triisobutylene polymers, the codimer of n-butylenes, and the like. These polymers break down into smaller fragments and can then be alkylated according to the invention. Mixtures too of the above-mentioned olefins can be used.
Als Einsatzprodukte für das erfindungsgemäße Verfahren sind paraffinische Kohlenwasserstoffe wie aliphatische und cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe geeignet. Die geeigneten geradkettigen und verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffe enthalten 4 bis 12 (XC4-C12) und vorzugsweise 4 bis 8 Kohlenstoffatome (1C4-C8) und sind beispielsweise Isobutan, Pentane, Hexane und Heptane. Die geeigneten cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffe (Naphthene) enthalten 5 bis 15 und vor-Paraffinic hydrocarbons such as aliphatic and cycloaliphatic hydrocarbons are suitable as starting products for the process according to the invention. The suitable straight-chain and branched aliphatic hydrocarbons contain 4 to 12 (XC 4 -C 12 ) and preferably 4 to 8 carbon atoms (1C 4 -C 8 ) and are, for example, isobutane, pentanes, hexanes and heptanes. The suitable cycloaliphatic hydrocarbons (naphthenes) contain 5 to 15 and
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zugsweise 6 bis 12 Kohlenstoffatome und sind beispielsweise Methylcyclopentan, Dimethylcyclopentan, Äthylcyclohexan und n-Pentylcyclohexan.preferably 6 to 12 carbon atoms and are for example Methylcyclopentane, dimethylcyclopentane, ethylcyclohexane and n-pentylcyclohexane.
Für das erfindungsgemäße Verfahren sind auch Kohlenwasserstoffe mit mehr als 12 Kohlenstoffatomen je Molekül, zum Beispiel Polymere, Paraffinwachse und ähnliche als Ausgangsmaterialien geeignet. Solche Ausgangsmaterialien werden allerdings nicht direkt alkyliert, da paraffinische Verbindungen mit mehr als etwa 8 Kohlenstoffatomen je Molekül in stark saurer Umgebung weniger stabil sind und dazu neigen, in stabilere, weniger Kohlenstoffatome enthaltende Zwischenprodukte zu zerfallen. Diese Zwischenprodukte werden dann erfindungsgemäß zu den erwünschten flüssigen Produkten alkyliert. Es wird angenommen, daß auch cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe in der gleichen Weise aber mit langsamerer Reaktionsgeschwindigkeit reagieren.Hydrocarbons are also suitable for the process according to the invention with more than 12 carbon atoms per molecule, for example Polymers, paraffin waxes and the like are suitable as starting materials. Such starting materials, however, are not directly alkylated, as paraffinic compounds with more than about 8 carbon atoms per molecule in a strongly acidic environment are less stable and tend to break down into more stable, less carbon-containing intermediates. According to the invention, these intermediates are then alkylated to give the desired liquid products. It is believed, that cycloaliphatic hydrocarbons also react in the same way but with a slower reaction rate.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch zur Alkylierung eines Paraffins mit einem anderen Paraffin geeignet. Ein niedere Paraffine wie Isobutan, Isopentane, Isohexane oder deren Mischungen enthaltendes Ausgangsmaterial kann zum Beispiel mit höheren Paraffinen, die mehr als 6 Kohlenstoffatome enthalten, zu niedermolekularen Materialien alkyliert werden. So kann zum Beispiel Isobutan mit Heptan zu Pentanen undThe inventive method is also for the alkylation of a Paraffins with a different paraffin are suitable. A lower paraffin like isobutane, isopentane, isohexane or theirs Mixtures containing starting material can, for example, with higher paraffins containing more than 6 carbon atoms contain, are alkylated to low molecular weight materials. For example, isobutane can be combined with heptane to form pentanes and
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Hexanen oder mit Octan zu im wesentlichen Hexanen oder Isopentan mit Heptan zu Hexanprodukten alkyliert werden.Hexanes or with octane to essentially hexanes or isopentane with heptane to form hexane products.
Das erfindungsgemäße Katalysatorsystem ist insbesondere für Raffinerie-Alkylierungsverfahren geeignet, da verschiedene bei der Raffinierung anfallende Materialien als Ausgangsmaterialien verwendet werden können. So sind zum Beispiel C2 1 Ct, C. und/oder C1- Olefinabnahmen vom thermischen und/ oder katalytischen Cracken, Butane (field butanes), die zuvor einer Isomerisations- und teilweisen Dehydrierungsbehandlung unterworfen wurden, Sumpfrückstände vom Raffinieren (refinery stabilizer bottoms), gewöhnlich gasförmige Produkte von Schwefelsäure oder Phosphorsäure katalysierten Polymerisationsund Copolymerisationsverfahren und normalerweise gasförmige Produkte vom thermischen und/oder katalytischen Cracken ausgezeichnete Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemäße Verfahren. Solche Ausgangsmaterialien werden vor Zugabe in den Reaktor auf etwa 0,5 bis 15 und vorzugsweise etwa 0,5 bis 2 gewichtsbezogene ppm Wassergehalt getrocknet, um eine übermäßige Wasseransammlung bei der Durchführung der Reaktion zu vermeiden.The catalyst system of the present invention is particularly suitable for refinery alkylation processes since various refining materials can be used as starting materials. For example, C 2 1 Ct, C. and / or C 1 - olefin purchases from thermal and / or catalytic cracking, butanes (field butanes) that have previously been subjected to an isomerization and partial dehydrogenation treatment, bottom residues from refining (refinery stabilizer bottoms ), usually gaseous products from sulfuric acid or phosphoric acid catalyzed polymerization and copolymerization processes and normally gaseous products from thermal and / or catalytic cracking are excellent starting materials for the process according to the invention. Such starting materials are dried to about 0.5 to 15 and preferably about 0.5 to 2 ppm by weight water content prior to addition to the reactor in order to avoid excessive water accumulation when the reaction is carried out.
Im Falle der Paraffin-01efin-Alkylierung kann das molare Verhältnis von Olefin zu Paraffin im Einsatzprodukt von 1:1 bis 1:200, besser von 1:3 bis 1:50 und vorzugsweise von 1:5In the case of paraffin-oil-fin alkylation, the molar Ratio of olefin to paraffin in the feed of 1: 1 up to 1: 200, better from 1: 3 to 1:50 and preferably from 1: 5
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bis 1:50 liegen. Im allgemeinen wird eine hohe Verdünnung des Olefins angestrebt, um konkurrierende Nebenreaktionen wie Olefinpolymerisation und Selbstalkylierung zu verhindern. Darüberhinaus soll die Konzentration der Olefine auch deshalb gering sein, damit im wesentlichen das gesamte Olefin protoniert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird also vorzugsweise bei geringer Olefinzugabegeschwindigkeit im Vergleich zur Katalysatorzugabe durchgeführt. Im Falle der Paraffin-Paraffin-Alkylierung sollte ein Überschuß des niederen Paraffins im Vergleich zum höheren Paraffin aufrechterhalten werden. Das molare Verhältnis von niederem Paraffin zu höherem Paraffin in der Reaktionszone liegt gewöhnlich im Bereich von etwa 2:1 zu 100:1 und vorzugsweise von etwa 3:1 zu 20:1.up to 1:50. In general, a high dilution of the olefin is sought to avoid competing side reactions such as Prevent olefin polymerization and self-alkylation. In addition, the concentration of the olefins should therefore also be be low so that substantially all of the olefin is protonated. The method according to the invention is therefore preferred carried out at a low olefin addition rate compared to the catalyst addition. In the case of paraffin-paraffin alkylation should maintain an excess of the lower paraffin compared to the higher paraffin will. The molar ratio of lower paraffin to higher paraffin in the reaction zone is usually in Range from about 2: 1 to 100: 1 and preferably from about 3: 1 to 20: 1.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Alkylierungsverfahrens ist die Anwesenheit von Wasserstoff erforderlich. Der Wasserstoff dient zur Einschränkung möglicher Crackreaktionen und zur Hydrierung freier Zwischenprodukte, polymerer Materialien und anderer ungesättigter Verbindunger, die im Laufe der Reaktion gebildet werden und somit in der Säurephase anwesend sein können. Diese Wirkung des Wasserstoffs verlängert die Lebensdauer des Katalysatorsystems.For carrying out the alkylation process according to the invention the presence of hydrogen is required. The hydrogen serves to limit possible cracking reactions and for the hydrogenation of free intermediates, polymeric materials and other unsaturated compounds that occur in the course of the reaction are formed and can thus be present in the acid phase. This effect of the hydrogen extends the Life of the catalyst system.
Die Konzentration an Wasserstoff im Säurekatalysator während der Alkylierung ist nicht kritisch, vorausgesetzt, sie istThe concentration of hydrogen in the acid catalyst during the alkylation is not critical provided it is
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ausreichend, um die beim Zerfall von Polymeren während der Alkylierung gebildeten Zwischenprodukte abzusättigen. Konzentrationen von etwa 0,1 bis 5 Gew.%, bezogen auf das Kohlenwasser Stoffeinsatzprodukt sind ausreichend, wenngleich größere Wasserstoffmengen verwendet werden können. Der Wasserstoff kann in reiner Form oder in Form eines Wasserstoff enthaltenden Gases zugegen sein. Man kann sowohl Wasserstoff von Erdölreformierungs- und Wasserstoffanlagen als auch Abgase von allen hydrierenden Verfahren oder Wasserstoff entwickelnde organische Verbindungen wie Tetralin, Methylcyclohexan, Decalin, Isobutan und ähnliche verwenden. Mit dem Ausdruck hydrierende Verfahren sind Verfahren wie das Hydrofinieren, Hydrocracken, die hydrierende Entschwefelung und ähnliche Verfahren oder Synthesen, bei denen Wasserstoff als Reaktionsprodukt anfällt, gemeint. Das Wasserstoff enthaltende Gas kann unter anderem auch gasförmige Kohlenwasserstoffe (C1-Cg), Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff enthalten. Je nach Art des Ausgangsmaterials und der Alkylierungsbedingungen wird dabei ein Teil der leichten C..-Cg-Kohlenwasserstoffe zu zusätzlichem flüssigen Produkt alkyliert. Das Wasserstoff enthaltende Gas kann dem Alkylierungsverfahren direkt oder in Mischung mit dem Kohlenwasserstoffeinsatzprodukt zugeführt werden und soll vorzugsweise trocken sein.sufficient to saturate the intermediates formed when polymers break down during alkylation. Concentrations of about 0.1 to 5% by weight, based on the hydrocarbon feedstock, are sufficient, although larger amounts of hydrogen can be used. The hydrogen can be present in pure form or in the form of a hydrogen-containing gas. Hydrogen from petroleum reforming and hydrogen plants as well as exhaust gases from all hydrogenating processes or hydrogen-evolving organic compounds such as tetralin, methylcyclohexane, decalin, isobutane and the like can be used. The term hydrogenating processes means processes such as hydrofining, hydrocracking, hydrogenative desulfurization and similar processes or syntheses in which hydrogen is obtained as a reaction product. The gas containing hydrogen can also contain, inter alia, gaseous hydrocarbons (C 1 -Cg), carbon monoxide, carbon dioxide and hydrogen sulfide. Depending on the type of starting material and the alkylation conditions, some of the light C ..- Cg hydrocarbons are alkylated to form an additional liquid product. The hydrogen-containing gas can be fed to the alkylation process directly or in admixture with the hydrocarbon feed and should preferably be dry.
Das erfindungsgemäße Katalysatorsystem ist etwas empfindlich gegenüber Verunreinigungen wie Wasser, so daß das erfindungs-The catalyst system of the invention is somewhat sensitive to impurities such as water, so that the invention
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gemäße Alkylierungsverfahren in Abwesenheit größerer Mengen Feuchtigkeit und vorzugsweise unter im wesentlichen wasserfreien Bedingungen, das heißt bezogen auf die Lewissäure des Katalysators in Gegenwart von weniger als 5 und vorzugsweise weniger als 2 Gew.% Wasser durchgeführt wird.proper alkylation procedures in the absence of major amounts Moisture and preferably under substantially anhydrous conditions, that is, based on the Lewis acid des Catalyst in the presence of less than 5 and preferably less than 2 wt.% Is carried out water.
Die Temperaturen beim erfindungsgemäßen Alkylierungsverfahren liegen im allgemeinen zwischen etwa -100 und +1000C, besser zwischen etwa -30 und +75 C und vorzugsweise zwischen etwa -10 und +60 C. Der zur Durchführung der Reaktion erforderliche Druck hängt von dem Einsatzprodukt, dem Verdünnungsmittel, der Reinheit des Wasserstoffs und anderen Verfahrensvariablen ab. Mit abnehmender Wasserstoffkonzentration muß der Druck erhöht werden. Der Druck soll gewöhnlich ausreichen, um zumindest einen Teil eines der Katalysatorbestandteile in der flüssigen Phase zu halten. Das erfindungsgemäße Alkylierungsverfahren wird bei Verwendung eines keinen Träger enthaltenden Katalysatorsystems vorzugsweise in flüssiger Phase durchgeführt. Dieses kann auch über den Wasserstoffpartialdruck ausgedrückt werden, der mindestens 0,1 Atmosphären betragen soll und im Bereich von etwa 0,1 bis 100 Atmosphären, besser von etwa 0,1 bis 50 Atmosphären und vorzugsweise von etwa 0,3 bis 25 Atmosphären liegen kann. Der Gesamtdruck kann zwischen etwa 0,1 und 150 Atmosphären betragen. Die erfindungsgemäße Alkylierung kann in Gegenwart eines inerten Gases wie Stick-The temperatures in the alkylation process according to the invention are generally between about -100 and +100 0 C, better between about -30 and +75 C and preferably between about -10 and +60 C. The pressure required to carry out the reaction depends on the starting product, the diluent, the purity of the hydrogen, and other process variables. As the hydrogen concentration decreases, the pressure must be increased. The pressure should usually be sufficient to keep at least a portion of one of the catalyst components in the liquid phase. The alkylation process according to the invention is preferably carried out in the liquid phase when using a catalyst system containing no support. This can also be expressed in terms of the partial pressure of hydrogen, which should be at least 0.1 atmospheres and can be in the range from about 0.1 to 100 atmospheres, more preferably from about 0.1 to 50 atmospheres and preferably from about 0.3 to 25 atmospheres . The total pressure can be between about 0.1 and 150 atmospheres. The alkylation according to the invention can be carried out in the presence of an inert gas such as nitrogen
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stoff jedoch in Abwesenheit eines Sauerstoff enthaltenden Gases, das heißt bei einem Sauerstoffgehalt des die inerte Atmosphäre bildenden Gases von weniger als 1 Gew., % durchgeführt v/erden»substance, however, in the absence of an oxygen-containing gas, that is to say with an oxygen content of the inert one Atmosphere forming gas of less than 1 wt.% Performed v / earth »
Die Kontaktzeit der Reaktanzen in Gegenwart des Katalysators kann je nach erwünschtem Alkylierungsgrad variiert werden. Die erforderliche Kontaktzeit hängt teilweise von der Temperatur, dem verwendeten Olefin und der Katalysatorkonzentration ab» Übliche Kontaktzeiten betragen etwa 0,05 Sekunden bis mehrere Stunden, besser e-';-wa 0,05 Sekunden bis 1 Stunde und vorzugsweise etwa 0,05 Sekunden bis 45 Minuten. Die zu verwendende Menge an Katalysator kann erheblich schwanken und ist im allgemeinen so groß, daß der volumetrische Durchsatz an Olefin etwa 0,01 bis 1 und vorzugsweise etwa 0,04 bis 0,2 V/h/V (Volumen an Olefin je Stunde je Volumen an Katalysator) beträgt.The contact time of the reactances in the presence of the catalyst can be varied depending on the desired degree of alkylation. The contact time required depends in part on the temperature, the olefin used and the catalyst concentration from »Usual contact times are about 0.05 seconds to several hours, better e - '; - wa 0.05 seconds to 1 hour and preferably about 0.05 seconds to 45 minutes. The amount of catalyst to be used can vary considerably and is generally so great that the volumetric throughput of olefin is about 0.01 to 1 and preferably about 0.04 to 0.2 V / h / V (volume of olefin per hour per volume of catalyst).
Das erfindungsgemäße Alkylierungsverfahren kann absatzweise, halbkontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden, wobei eine kontinuierliche Verfahrensweise bevorzugt wird, um Folgereaktionen der Produkte möglichst zu vermeiden. Im allgemeinen gilt für Alkylierungsverfahren, daß die Ausbeute an gesättigtem Produkt mit zunehmend intensivem Kontakt zwischen Ausgangsmaterial und Katalysator ansteigt. DeshalbThe alkylation process according to the invention can be carried out batchwise, be carried out semi-continuously or continuously, a continuous procedure is preferred in order to avoid secondary reactions of the products as far as possible. In general, for alkylation processes, the yield of saturated product increases with increasingly intense contact between starting material and catalyst increases. That's why
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kann eine herkömmliche Anlage verwendet werden, die einen oder mehrere Reaktoren enthält, die mit ausreichenden Rührvorrichtungen wie mechanischen Rührern, Turbomischern, Jetmischern und ähnlichen ausgerüstet sind. Einer oder auch mehrere Reaktanten können über Dispergiervorrichtungen wie Düsen mit verringertem Innendurchmesser, poröse Buchsen und ähnliche in die Reaktionszone eingetragen werden. Die Paraffin-Olefin oder Paraffin-Paraffin enthaltende Kohlenwasserstoffphase, die Katalysatorphase und das den Wasserstoff enthaltende Gas können im Gleichstrom, Querstrom oder Gegenstrom durch einen oder mehrere Reaktoren geführt werden. Nach ausreichender Zeit können nicht umgesetzte Reaktanten, teilweise deaktivierter Katalysator, Inhibitoren und schwerere Reaktionsprodukte von den Alkylierungsprodukten und auch voneinander zum Beispiel durch Destillation getrennt und vollständig oder teilweise in die Alkylierungszone zurückgeführt werden. Falls erwünscht, kann der teilweise deaktivierte Katalysator durch geeignete Behandlung regeneriert oder reaktiviert und in den Alkylierungsprozeß zurückgeführt werden.Conventional equipment containing one or more reactors with adequate agitation equipment can be used such as mechanical stirrers, turbo mixers, jet mixers and the like. One or also multiple reactants can be supplied via dispersing devices such as nozzles with reduced inner diameter, porous bushings and similar are entered into the reaction zone. The hydrocarbon phase containing paraffin-olefin or paraffin-paraffin, the catalyst phase and the gas containing the hydrogen can be in cocurrent, crossflow or countercurrent be passed through one or more reactors. After a sufficient time, unreacted reactants, partially deactivated catalyst, inhibitors and heavier reaction products from the alkylation products and also from each other for example, separated by distillation and completely or partially recycled into the alkylation zone will. If desired, the partially deactivated catalyst can be regenerated or reactivated by suitable treatment and returned to the alkylation process.
Wie bei anderen Alkylierungsverfahren kann eine bessere Qualitätskontrolle der Endprodukte erzielt werden, wenn das Reaktionssystem mit einer Rückführungsvorrichtung ausgestattet ist, worin die teilweise abreagierten Kohlenwasserstoffe mit frischem Einsatzprodukt vermischt und zu denAs with other alkylation processes, better quality control of the end products can be achieved if that Reaction system is equipped with a recycle device, wherein the partially reacted hydrocarbons mixed with fresh input product and added to the
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Dispergiervorrichtungen der Reaktionszone zurückgeführt werden. Aufgrund der hohen Umwandlungseffektivität des erfindungsgemäßen Katalysatorsystems wird die Alkylierung jedoch vorzugsweise ohne Rückführung und mit kurzen Kontaktzeiten durchgeführt.Dispersing devices are returned to the reaction zone. Because of the high conversion efficiency of the invention Catalyst system, however, the alkylation is preferably without recycling and with short contact times carried out.
Das erfindungsgemäße Alkylierungsverfahren liefert Alkylate mit stärker verzweigten Isomeren, die eine höhere Oktanzahl als die Kohlenwasserstoffeinsatzprodukte besitzen. Die erhaltenen Alkylierungsprodukte sind insbesondere geeignet als Zumischungen zu Raffineriemotorkraftstoffen.The alkylation process of the invention provides alkylates with more branched isomers that have a higher octane number than possess the hydrocarbon feedstocks. The alkylation products obtained are particularly suitable as admixtures to refinery motor fuels.
In einem 300 ml Rühr-Autoklaven "Hastelloy C Autoclave Engineer's" wurden 27,6 g Tantalpentafluorid (0,10 Mol), 2,8 g Fluorwasserstoff (O,15 Mol) und 52,2 g Isobutan (O,9O Mol) auf 40°C erwärmt. Dann wurden 2,8 g Äthylen (0,1 Mol) unter einem Druck von 9,84 Atmosphären und Wasserstoff (0,07 Mol) unter einem Druck von 7,03 Atmosphären in die Reaktionsmischung eingeleitet, die mit etwa 1600 U/Min, gerührt wurde. Während der Zugabe des sehr stark exotherm reagierenden Äthylens wurde kaltes Wasser durch eine Innenkühlschlange geleitet, um eine Temperatur von 40 C einzuhalten. Jegliche Temperaturerhöhung würde durch Polymerisierung zu einem Verlust an Äthylen führen, eine Erscheinung, die sowohl durch die Gegenwart vonIn a 300 ml "Hastelloy C Autoclave." Engineer's "were 27.6 g of tantalum pentafluoride (0.10 mol), 2.8 g hydrogen fluoride (0.15 mol) and 52.2 g isobutane (0.19 mol) heated to 40 ° C. Then 2.8 g of ethylene (0.1 mol) under a pressure of 9.84 atmospheres and hydrogen (0.07 mol) was introduced under a pressure of 7.03 atmospheres into the reaction mixture, which was stirred at about 1600 rpm. While the addition of the very strongly exothermic ethylene, cold water was passed through an internal cooling coil to a Maintain a temperature of 40 C. Any increase in temperature would result in a loss of ethylene through polymerization cause an appearance that both by the presence of
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überschüssigem Fluorwasserstoff als auch von überschüssigem Wasserstoff ausgeglichen wird. Mittels eines evakuierten aus rostfreiem Stahl bestehenden mit dem Reaktor verbundenen 10 ml Zylinders wurde bei 40°C eine Probe entnommen. Beim Öffnen der die beiden Gefäße verbindenden Ventile strömte aufgrund der Druckdifferenz Reaktionsprodukt durch den Tauchstab in das kleinere Gefäß. Die Probe wurde auf -70 C gekühlt und ein abgemessener Teil der' verdampften Flüssigkeit wurde in einem mit einem Flammenionisierungsdetektor versehenen Perkin Elmer 900 Gaschromatographen unter Verwendung einer DC-200 Kapillarsäule bei 50°C analysiert. Mit Ausnahme der eingesetzten Reaktanten ergab sich folgende Produktzusammensetzung: excess hydrogen fluoride as well as excess Hydrogen is balanced. Connected to the reactor by means of an evacuated stainless steel A sample was taken from 10 ml of the cylinder at 40 ° C. When the valves connecting the two vessels were opened, there was a flow due to the pressure difference reaction product through the dipstick into the smaller vessel. The sample was set to -70 C cooled and a measured portion of the vaporized liquid was placed in a flame ionization detector Perkin Elmer 900 gas chromatograph using a DC-200 capillary column analyzed at 50 ° C. With the exception of the reactants used, the product composition was as follows:
Spurentraces
C3 7,3C 3 7.3
i-C5 7,3iC 5 7.3
n-C5 1 ,8nC 5 1, 8
Hexane 83,6Hexanes 83.6
2,2-DMC4 Spuren2,2-DMC 4 lanes
2,3-DMC4 67,42,3-DMC 4 67.4
2-MP 23,92-MP 23.9
3-MP 8,73-MP 8.7
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Beispiel 1 zeigt, daß das erfindungsgemäße Katalysatorsystem in Bezug auf die Bildung von Hexan und verzweigte Bestandteile in den Hexanen mit höherer Oktanzahl eine hohe Selektivität besitzt. So bestehen die Produkte mit Ausnahme der Reaktanten zum Beispiel aus etwa 83,6 % Hexanen, wobei etwa 67 % der Hexane 2,3-Dimethylbutan sind.Example 1 shows that the catalyst system according to the invention A high selectivity with regard to the formation of hexane and branched components in the hexanes with a higher octane number owns. For example, except for the reactants, the products consist of about 83.6% hexanes, with about 67% of the hexanes are 2,3-dimethylbutane.
In einem 300 ml Rühr-Autoklaven wurden 55,2 g Tantalpentafluorid (0,20 Mol), 40,0 g Fluorwasserstoff (2,0 Mol), 116 g Isobutan (2,0 Mol), 40 g n-Heptan (0,4 Mol) und Wasserstoff (ungefähr 0,35 Atmosphären, 0,004 Mol) mit einer Rührgeschwindigkeit von 1000 U/Min, gerührt und auf 40 C erwärmt. Nach etwa 30 Minuten bei 40 C wurde eine Probe entnommen und wie in Beispiel 1 analysiert. Die folgende Tabelle gibt die Ergebnisse wieder, wobei die Reaktanten nicht berücksichtigt sind.55.2 g of tantalum pentafluoride were placed in a 300 ml stirred autoclave (0.20 moles), 40.0 grams of hydrogen fluoride (2.0 moles), 116 grams Isobutane (2.0 moles), 40 grams of n-heptane (0.4 moles), and hydrogen (approximately 0.35 atmospheres, 0.004 moles) at a rate of agitation from 1000 rpm, stirred and heated to 40.degree. After about 30 minutes at 40 C a sample was taken and how analyzed in example 1. The following table shows the results, not taking the reactants into account are.
C5 C6 C 5 C 6
i-Cc in Cc iC c in C c
2,2-DMC4 in2.2 DMC 4 in
60985 2/108/»60985 2/108 / »
Beispiel 2 zeigt, daß das erfindungsgemäße Katalysatorsystem auch für die Paraffin-Paraffin-Alkylierung sehr aktiv und von hoher Selektivität in Bezug auf die Bildung von erwünschten verzweigten Isomeren mit hoher Oktanzahl ist.Example 2 shows that the catalyst system according to the invention also very active and for paraffin-paraffin alkylation is of high selectivity for the formation of the desired branched, high octane isomers.
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